Coeficientes de Rugosidad en Canales Abiertos
Coeficientes de Rugosidad en Canales Abiertos
Coeficientes de Rugosidad en Canales Abiertos
CAMILA TRUJILLO
ANDERSON ESMID GONZALES
SEBASTIAN BATA CASTILLO
GABRIEL LEONARDO GUARIN
ALUMNOS
JORGE TRIANA
DOCENTE
COEFICIENTE DE MANNING
ANTECEDENTES
En el ao 1889, el ingeniero irlands Robert Manning, present por primera vez la
ecuacin durante la lectura de un artculo en una reunin del Institute of Civil
Engineers de Irlanda. El artculo fue publicado ms adelante en Transactions, del
Instituto. La ecuacin en principio fue dada en una forma complicada y luego
simplificada a
V = C*R2/3*S1/2,
V = (1/n)*R2/3*S1/2
V = (1.486/n)*R2/3*S1/2.
CONCEPTOS APLICADOS
Rugosidad de la superficie
Se representa por el tamao y la forma de los granos del material que forma el
permetro mojado y que producen un efecto retardante sobre el flujo. En general,
los granos finos resultan en un valor relativamente bajo de n y los granos gruesos
dan lugar a un valor alto de n.
Vegetacin
Puede ser vista como una clase de rugosidad superficial. Este efecto depende
principalmente de la altura, densidad, distribucin y tipo de vegetacin, y es muy
importante en el diseo de canales pequeos de drenaje, ya que por lo comn
stos no reciben mantenimiento regular.
Sedimentacin y erosin
Obstruccin
Coeficiente
de Manning
Cunetas y canales sin revestir
En tierra ordinaria, superficie uniforme y lisa 0,020-0,025
En tierra ordinaria, superficie irregular 0,025-0,035
En tierra con ligera vegetacin 0,035-0,045
En tierra con vegetacin espesa 0,040-0,050
En tierra excavada mecnicamente 0,028-0,033
En roca, superficie uniforme y lisa 0,030-0,035
En roca, superficie con aristas e irregularidades 0,035-0,045
Cunetas y Canales revestidos
Hormign 0,013-0,017
Hormign revestido con gunita 0,016-0,022
Encachado 0,020-0,030
Paredes de hormign, fondo de grava 0,017-0,020
Paredes encachadas, fondo de grava 0,023-0,033
Revestimiento bituminoso 0,013-0,016
Corrientes Naturales
Limpias, orillas rectas, fondo uniforme, altura de
0,027-0,033
lamina de agua suficiente
Limpias, orillas rectas, fondo uniforme, altura de
0,033-0,040
lamina de agua suficiente, algo de vegetacin
Limpias, meandros, embalses y remolinos de poca
0,035-0,050
importancia
Lentas, con embalses profundos y canales ramifi-
0,060-0,080
cados
Lentas, con embalses profundos y canales ramifi-
0,100-0,2001
cados, vegetacin densa
Rugosas, corrientes en terreno rocoso de montaa 0,050-0,080
Areas de inundacin adyacentes al canal ordinario 0,030-0,2001
ECUACIN DE DARCY-WEISBACH
CARACTERSTICAS
Con esta ecuacin se pueden calcular las prdidas de cabeza para cualquier fluido
newtoniano, siempre y cuando se utilicen las viscosidades y densidades
apropiadas. Esto constituye, la principal ventaja de esta frmula, ya que las otras
frmulas estudiadas son empricas y slo pueden aplicarse bajo condiciones muy
especficas.
Para determinar f se puede utilizar la ecuacin de Colebrook White, la cual
relaciona f con el nmero de Reynolds, pero es un poco difcil resolver esta
ecuacin ya que es una funcin implcita de f (se resuelve por mtodos iterativos).
LA ECUACIN DE CHZY
La rugosidad depende del material del lecho o del canal. En efecto, para
material fino, n es bajo, y para material grueso, n es alto.
o Rugosidad superficial
o Vegetacin
o Sedimentacin y socavacin
o Obstruccin
FLUJO UNIFORME
Las fuerzas de friccin tratan de introducir rotacin entre las partculas en movimiento,
pero simultneamente la viscosidad trata de impedir la rotacin. Dependiendo del valor
relativo de estas fuerzas se pueden producir diferentes estados de flujo.
Cuando las fuerzas de inercia del fluido en movimiento son muy bajas, la
viscosidad es la fuerza dominante y el flujo es laminar. Cuando predominan las
fuerzas de inercia el flujo es turbulento. Osborne Reynolds estableci una relacin
que permite establecer el tipo de flujo que posee un determinado problema.
Para nmeros de Reynolds bajos el flujo es laminar, y
para valores altos el flujo es turbulento. O. Reynolds,
mediante un aparato sencillo fue el primero en
demostrar experimentalmente la existencia de estos
dos tipos de flujo.
LA ECUACIN DE COLEBROOK-WHITE